Overmatige en aanhoudende regenval veroorzaakte in 2018 de uitbarsting van de vulkaan Kīlauea op Hawaï, volgens onderzoekers van de Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science van de University of Miami (UM). De onderzoekers suggereren dat lokale regenpatronen aanzienlijk kunnen bijdragen aan de timing en frequentie van de uitbarsting bij Kīlauea en misschien bij andere vulkanen.

In een nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Natuur , Wetenschappers van de UM Rosenstiel School, Jamie Farquharson en Falk Amelung, toonden aan dat de uitbarsting waarschijnlijk werd geïnitieerd door langdurige, en soms extreem, regenval in de maanden voorafgaand aan het evenement.

"We wisten dat veranderingen in het watergehalte in de ondergrond van de aarde aardbevingen en aardverschuivingen kunnen veroorzaken. Nu weten we dat het ook vulkaanuitbarstingen kan veroorzaken, " zei Falk Amelung, hoogleraar geofysica aan de UM Rosenstiel School en co-auteur van de studie. "Onder druk van magma, nat gesteente breekt gemakkelijker dan droog gesteente. Zo simpel is het."

De langdurige uitbarsting van Kīlauea, een van de meest actieve vulkanen van Hawaï, op 3 mei een buitengewone nieuwe fase ingegaan, 2018, gloeiende lava bijna tweehonderd voet in de lucht gooien en lava spuwen over 13 vierkante mijl over de goedbevolkte oostkust van Hawaii's Big Island. De ongekende uitbarsting, die honderden huizen verwoestte, behelsde de ineenstorting van de caldera op de top voordat deze vier maanden later, in september 2018, ophield te bestaan.

Met behulp van een combinatie van grond- en satellietmetingen van regenval, Farquharson en Amelung hebben de vloeistofdruk in het gebouw van de vulkaan in de loop van de tijd gemodelleerd - een factor die de neiging tot mechanisch falen in de ondergrond direct kan beïnvloeden, uiteindelijk het aandrijven van vulkanische activiteit.

De resultaten van het team laten zien dat de vloeistofdruk het hoogst was in bijna een halve eeuw vlak voor de uitbarsting. die ze voorstelden, vergemakkelijkten de beweging van magma onder de vulkaan. Hun hypothese verklaart ook waarom er in de voorgaande maanden geen wijdverbreide stijging van de vulkaan was.

"Een uitbarsting vindt plaats wanneer de druk in de magmakamer hoog genoeg is om de omringende rots te breken en het magma naar de oppervlakte reist, "zei Amelung. "Door deze drukverhoging wordt de grond met tientallen centimeters opgeblazen. Omdat we in het jaar voor de uitbarsting geen noemenswaardige inflatie zagen, begonnen we na te denken over alternatieve verklaringen."

Terwijl kleine stoomexplosies en vulkanische aardbevingen in het verleden in verband zijn gebracht met regenval bij andere vulkanen, dit is de eerste keer dat dit mechanisme is ingeroepen om diepere magmatische processen te verklaren.

"Interessant, als we het historische uitbarstingsrecord van Kīlauea onderzoeken, we zien dat magmatische intrusies en geregistreerde uitbarstingen bijna twee keer zo vaak voorkomen tijdens de natste delen van het jaar, " zei Jamie Farquharson, een postdoctoraal onderzoeker aan de UM Rosenstiel School en hoofdauteur van de studie.

De auteurs benadrukken dat als dit proces kan worden gedetecteerd in Kīlauea, dan zal het waarschijnlijk ook elders voorkomen.

"Nadat we het bewijs hebben geleverd voor door regen veroorzaakte uitbarstingen bij Kīlauea, het zal fascinerend zijn om andere vulkanen te onderzoeken, " zei Farquharson. "Als we regio's van de wereld kunnen identificeren waar dit soort koppeling tussen regenval en vulkanisme bestaat, het zou een lange weg kunnen gaan in de richting van geavanceerde waarschuwing voor bijbehorende vulkanische gevaren."

"Het is aangetoond dat het smelten van ijskappen in IJsland leidde tot veranderingen in de vulkanische productiviteit, " zei Farquharson. "Aangezien de aanhoudende klimaatverandering veranderingen in regenvalpatronen zal veroorzaken, we verwachten dat dit op dezelfde manier patronen van vulkanische activiteit kan beïnvloeden."

"Deze studie was alleen mogelijk dankzij een aantal aardobservatiesatellieten, "zei Amelung. "We hebben neerslaginformatie verkregen van een gezamenlijke missie van NASA en het Japanse Ruimtevaartagentschap en grondvervormingsobservaties van een missie van het Europees Ruimteagentschap."

De studie, getiteld "Extreme regenval veroorzaakte de uitbarsting van de kloof in 2018 bij de vulkaan Kīlauea, " door Farquharson en Amelung van de UM Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, werd gepubliceerd op 22 april 2020 in het journaal Natuur .